[发明专利]一种碳化硼防弹材料及其制备方法

说明书

本发明涉及防弹材料技术领域，具体是一种碳化硼防弹材料，包括以下组分：B₄C、Si₃N₄、CeO₂、Al₂O₃和石墨烯，所述碳化硼防弹材料是采用含有B₄C的纳米粉末、Si₃N₄的纳米粉末、CeO₂的纳米粉末、Al₂O₃的纳米粉末和石墨烯的纳米粉末制成的纳米复合粉体烧制而成；其中，所述纳米复合粉体中，B₄C的纳米粉末和Si₃N₄的纳米粉末的质量比为1.4～1.6：1，CeO₂的纳米粉末占纳米复合粉体总质量的百分数为0.3～0.8％，Al₂O₃的纳米粉末占纳米复合粉体总质量的百分数为9.0～9.5％，石墨烯的纳米粉末占纳米复合粉体总质量的百分数为10.7～11.7％。本发明将上述组分进行复配后，烧结条件变得温和，所需的烧结温度为1380～1490℃、烧结压力为18‑22MPa，同时所制得的防弹材料具有很高的硬度、断裂韧性和抗弯强度。

技术领域

本发明涉及防弹材料技术领域，具体是一种碳化硼防弹材料及其制备方法。

背景技术

碳化硼，因其具有密度低、强度大、高温稳定性以及化学稳定性好的特点，在耐磨材料、陶瓷增强相，尤其在轻质装甲，反应堆中子吸收剂等方面使用。此外，和金刚石和立方氮化硼相比，碳化硼制造容易、成本低廉，因而使用更加广泛，在某些地方可以取代价格昂贵的金刚石，常见在磨削、研磨、钻孔等方面的应用。

但由于其键结构为共价健连接，要获得高致密度的烧结体非常困难。纯的碳化硼即使在接近其熔点的高温下烧结，也极少发生物质迁移，烧结体的相对密度一般低于80％，且容易出现异常晶粒长大和表面熔化现象。

现有的碳化硼防弹材料需要采用较高的温度或者需要采用较高的压力才能制得，使得制备条件极为苛刻。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决上述技术问题，本发明提供一种碳化硼防弹材料及其制备方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种碳化硼防弹材料，包括以下组分：B₄C、Si₃N₄、CeO₂、Al₂O₃和石墨烯，所述碳化硼防弹材料是采用含有B₄C的纳米粉末、Si₃N₄的纳米粉末、CeO₂的纳米粉末、Al₂O₃的纳米粉末和石墨烯的纳米粉末制成的纳米复合粉体烧制而成；其中，所述纳米复合粉体中，B₄C的纳米粉末和Si₃N₄的纳米粉末的质量比为1.4～1.6：1，CeO₂的纳米粉末占纳米复合粉体总质量的百分数为0.3～0.8％，Al₂O₃的纳米粉末占纳米复合粉体总质量的百分数为9.0～9.5％，石墨烯的纳米粉末占纳米复合粉体总质量的百分数为10.7～11.7％。

可选地，所述纳米复合粉体中，B₄C的纳米粉末和Si₃N₄的纳米粉末的质量比为1.5：1。

可选地，所述CeO₂的纳米粉末占纳米复合粉体总质量的百分数为0.5％。

可选地，所述Al₂O₃的纳米粉末占纳米复合粉体总质量的百分数为9.2％。